各國對於威力強大的武器都趨之若鶩,比如頂著制裁、擠破頭都要研製出的原子彈!還有到現在也只有五常搞定的氫彈更是夢寐以求的武器,但傳說中可以毀滅全人類的鈷彈卻沒有任何一個國家打算研製,這種武器真有那麼可怕嗎?
原子彈是使用重元素裂變獲得巨大能量的武器,核裂變是莉澤·邁特納、奧託·哈恩、弗裡茨·施特拉斯曼及奧託·羅伯特·弗裡施等科學家在1938年發現,原理挺簡單,就是重元素的原子核被熱中子撞擊後,分裂為兩個比較輕的原子核,同時會釋放出2-3個中子,繼續引發裂變,這就是鏈式反應!
裂變時除了以伽馬射線方式釋放的光子和大量能量,這些能量來自於裂變後產生的少許質量虧損,比例大約千分之一左右,比如廣島原子彈裝了50千克鈾-235,但只有一千克鈾-235發生了裂變,產生了一克質量虧算,大約相當於1.5萬噸TNT爆炸所產生的能量。
氫彈的原理則和原子彈相反,它是利用輕核聚變的方式產生能量,和太陽發光的原理是一樣的,只不過氫彈利用的是更容易聚變的氘氚聚變,但即使如此氘氚聚變也非常困難,在原子彈發明以後,它就成了氫彈的扳機,利用原子彈爆炸的高溫高壓,瞬間讓氘氚聚變,釋放出更大的能量!
泰勒-烏拉姆設計方案示意
關於氫彈和原子彈的能量差別
原子彈用的裂變材料有一個臨界質量,當高於此質量時,裂變物質的自發裂變產生的中子將有機會在飛出核材料外前碰撞到下一個原子核繼續裂變,因而將形成超臨界狀態,不過這和核彈爆炸的鏈式反應有區別,一般在質量超過臨界狀態下的超臨界是緩發超臨界,而核彈爆炸則是瞬發超臨界。
因此在原子彈核裝藥時裂變材料必須分開存放,比如鈾-235在中子反射層下的臨界質量時15千克,鈽-239則是10千克,因此原子彈就分成了多塊存放的內爆式和兩塊存放的槍式結構兩種,而在爆炸前的儘可能多的物質參與裂變就成了最大的難題,因此原子彈的威力很難做大!
氫彈則可以用多種結構設計讓聚變威力大幅度增加,到現在人為止人類設計出最大威力的氫彈是1961年10月30日在新地島試爆的沙皇炸彈,爆炸威力大約5000萬噸,而且這是由於原設計1億噸威力太大,影響有人聚居區而減裝藥後的威力!
要實現氫彈,原子彈是跨不過去的坎,除非未來出現可以代替原子彈的新扳機出現!
鈷彈其實到現在都沒有被正式研製過,因為這種武器實在是太不人道了!它最早出現在科幻小說中,原理其實不難,在能產生大量中子源的熱核彈,最好是中子彈外殼包裹上一層鈷-59即可!
鈷是一種常見的金屬元素,也是動植物所必須的元素之一!自然界大量存在的是鈷-59,它有27個質子,32個中子,這是一種穩定元素,工業中的一種常用方式硬質合金或者給鑽頭增加強度,比如含鈷5%的高速鋼鑽頭切削不鏽鋼時效果改善非常明顯!
鈷-59
鈷-59在吸收一個中子後會轉變成同位素鈷-60,這是一种放射性極強的同位素,它會通過β衰變放出能量高達315 keV的高速電子成為鎳-60,並放出兩束伽馬射線,其能量分別為1.17及1.33 MeV,人體被照射後會白血球減少、導致再生性障礙貧血,急性大劑量則會造成死亡!
鈷-60是重要的醫用和工業的輻射源,但使用不當就會造成嚴重事故!1990年6月25日上海某大學放射醫學研究室的發生一起鈷-60輻照事故,7位操作人員被鈷-60照射超過40分鐘,其中兩人死亡!
鈷彈的危害有多強?真能毀滅全人類?
上述其實就是放射性造成的危害,為什麼鈷彈就能毀滅全人類呢?當然上文中的鈷-60放射性危害極大是一個問題,另一個它的爆炸方式,科幻小說中是包裹了鈷-59的材料聚變彈在平流層中爆炸,瞬間釋放的中子會讓鈷-59轉變為鈷-60成為放射性元素,並且被爆炸的能量撕碎成塵埃,隨著大氣環流擴散至全世界!
沉降後的鈷-60半衰期是5.27年,這個是半衰期,也就是說5年後還有一半,再過5年還有一半的一半!一直持續到衰變物質穩定為止!而且它的能量極大,放射性危害遠超普通放射性物質!不過比較有意思的是在科幻小說中的武器,美國軍方可能真的研製過,但最終沒有部署,原因不得而知,但最後可能有兩個:
鈷-59吸收中子轉變為鈷-60的效率很低
美軍方認為氫彈爆炸後的放射性汙染已經足夠殺傷有生力量了,沒有必要再為自己添麻煩
從這個角度來看,鈷彈毀滅全人類有點誇大其詞了,但如果說有足夠的鈷-59轉變成鈷-60並且通過大氣環流沉降到全球各地,那麼地球處處講變成放射性陷阱,也就是無差別攻擊了,不分敵我,那麼請問這種武器還有生產的必要麼?